Verschiedene Arten von Turboladern für Unternehmen

Turbolader sind Zentrifugalkompressoren, die von einer Abgasturbine angetrieben werden, um den Ladeluftdruck des Motors zu erhöhen. Die Leistung des Turboladers wirkt sich auf alle wichtigen Motorkennzahlen aus, einschließlich Kraftstoffverbrauch, Leistung und Emissionen. Bevor wir uns mit der Mechanik von Turboladern befassen, ist es wichtig, ein paar Grundbegriffe zu verstehen.

Ein Turbolader ist ein vom Motor angetriebener Verdrängungskompressor. Es handelt sich um ein koaxiales Wellensystem mit zwei rotierenden Wellen. Die Turbinenwelle ist mit der Abgasturbine verbunden, die sich im Abgaskanal des Motors befindet und durch die Abgasenergie angetrieben wird. Der Luftverdichter ist über eine Wellenkupplung mit der Verdichterwelle verbunden. Die Verdichterwelle ist in ihrem Gehäuse eingeschlossen.

Lesen Sie den ganzen Artikel, denn wir werden die zahlreichen verfügbaren Turboladertypen besprechen.

Was ist der Turbolader?

Der Turbolader ist der Sammelbegriff für die gesamte Turboladerbaugruppe. Dies ist zwar korrekt, aber irreführend. Die Turbine und der Verdichter sind die rotierenden Komponenten des Turboladers. Die komplette Turboladerbaugruppe besteht aus drei Komponenten: dem drehenden Teil, dem Turbinengehäuse und dem Verdichtergehäuse.

Da die Turbine durch Abgase angetrieben wird, bezeichnet man sie als Zentrifugalströmungsgerät. Während sich das Gas von den inneren zu den äußeren Rändern der Turbine bewegt Rad, steigt seine Geschwindigkeit. Infolgedessen erzeugen die Abgasgeschwindigkeitsbedingungen in der Turbine eine Vielzahl von Strömungsgeschwindigkeiten, so dass der Turbolader mit einem hohen Wirkungsgrad arbeiten kann.

Wie funktionieren sie?

Ein Luftkompressor, eine Turbine und ein Steuergerät bilden ein Turbolader-System. Der Luftkompressor komprimiert die Luft und führt sie dem Turbolader zu. Der Kompressor ist einzigartig, weil seine Drehzahl im Gleichschritt mit der Eingangsdrehzahl steigt, vergleichbar mit einer Turbine.

Die komprimierte Luft wird vom Kompressor zur Turbine geleitet, wo sie beschleunigt wird, bevor sie in die Atmosphäre entweicht. Dieser hohe Luftdruck treibt den Kompressor an. Der Kompressor erhält Energie (Druckenergie) von der Turbine aufgrund einer Temperaturdifferenz (Heizenergie).

Das Steuergerät ist ein computergesteuertes Gerät, das den Betrieb des Turboladers steuert. Es regelt den Luftdruck im Ansaugkrümmer und den Luftdruck des Kompressors, um die Motordrehzahl zu steuern. Das Steuergerät überwacht den Motor und verfügt über Methoden, um ihn im Falle eines Turboladerausfalls abzuschalten.

6 Arten von Turboladern

Es gibt 6 verschiedene Arten von Turboladern, die in der Automobilindustrie allgemein bekannt sind und im Folgenden aufgeführt werden:

• Single-Turbo
• Twin-Turbo
• Twin-Scroll Turbo
• Turbo mit variabler Geometrie
• Variabler Twin-Scroll-Turbo
• Elektrischer Turbo

1. Einzel-Turbos

Einzelne Turbolader sind die Turbolader, von denen die meisten Leute glauben, dass es sie gibt, mit ihren verschiedenen Bauteilgrößen und ihrer Fähigkeit, deutlich unterschiedliche Drehmomente und Eigenschaften zu erzeugen.

Größere Turbolader liefern fast immer mehr Spitzenleistung, während kleinere Turbolader schneller spulen können und mehr Leistung im unteren Drehzahlbereich erzeugen.

Es hat sich als kosteneffizientes Mittel zur Steigerung der Motorleistung erwiesen. Seitdem hat es an Popularität gewonnen, da es kleineren Motoren ermöglicht, ihre Effizienz zu steigern, indem sie bei geringerem Gewicht die gleiche Leistung wie größere Saugmotoren erbringen.

Diese Turbolader sind für die Leistung innerhalb eines bestimmten Drehzahlbereichs optimiert, aber die Fahrer berichten in der Regel von einem Turboloch, bis der Turbo aktiviert wird und das Drehzahlband sein Maximum erreicht.

Profis

• Im Vergleich zu anderen Techniken zur Steigerung der Motorleistung und -effizienz ist dies eine sehr kostengünstige Methode.
• Einfach zu bedienen und oft die unkomplizierteste Art der Aufladung, mit einer Reihe von Installationsmöglichkeiten.
• Dadurch können kleinere Motoren die gleiche Leistung wie größere Saugmotoren erbringen, was zu Gewichtseinsparungen führt.

Nachteile

• Aufgrund des begrenzten effektiven Drehzahlbereichs von Einzelturbos ist die Dimensionierung kompliziert, da Sie zwischen einem angemessenen Drehmoment im unteren Drehzahlbereich und einer höheren Leistung im oberen Drehzahlbereich wählen müssen.
• Turbokonfigurationen können eine langsamere Reaktionszeit haben als Nicht-Turbokonfigurationen.

2. Doppel-Turbo

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei Twin-Turbos um Motoren, die mit einem zweiten Turbolader ausgestattet sind. Bei einem V6- oder V8-Motor ist jeder Zylinderreihe ein eigener Turbolader zugeordnet. Bei niedrigeren Drehzahlen kommt ein kleinerer Turbo zum Einsatz, bei höheren Drehzahlen jedoch ein viel größerer Turbo.

Darüber hinaus bietet die sequenzielle Doppelturboaufladung einen höheren Drehzahlbereich und mehr Leistung bei geringerem Turboloch. Dies fördert die Leistungsentfaltung bei hohen Drehzahlen. Außerdem werden die beiden Turbos verwendet, um die Komplexität und die damit verbundenen Kosten des Systems zu erhöhen.

Profis

• Bessere Leistung bei gleichem Gewicht
• Erweitert das Leistungsband des Motors
• Reduziert das Turboloch

Nachteile

• Komplexer als ein einzelnes Turbosystem
• Erhöhte Kosten

3. Twin-Scroll-Turbo

Twin-Scroll-Turbolader verfügen über ein separates Turbinengehäuse und einen Auspuffkrümmer, der die einzelnen Zylinder des Motors miteinander verbindet. Bei einem Vierzylindermotor mit einer Zündfolge von 1-3-4-2 können beispielsweise die Zylinder 1 und 4 einen einzigen Turboscroll speisen, während Zylinder 2 und 3 können eine separate Turboschnecke speisen.

Diese Konstruktion ermöglicht eine effektive Übertragung der Abgasenergie auf den Turbo, was zu einer extrem dichten und reinen Luftzufuhr in den Zylinder führt. Die Energiemenge, die der Abgasturbine zugeführt wird, bestimmt die Höhe der erzeugten Leistung. Diese Art von Turbos ist mit Kosten verbunden, da sie die Komplexität eines Systems betreffen, das komplexe Turbinengehäuse, Abgaskrümmer und Turbos erfordert.

Profis

• Langlebiger als Single-Scroll-Turbos
• Sorgt für Leistung bei hoher und niedriger Geschwindigkeit
• Er ist leichter als andere Turbos

Nachteile

• Äußerst komplex
• Schwierigere Kontrolle des Abgasgegendrucks
• Weniger Platz vorhanden

4. Variable Geometrie Turbo

VGTs sind Turbolader mit einem aerodynamischen Schaufelkranz am Turbineneinlass. Pkw- und Lkw-Turbos können sich synchron drehen, um den Verwirbelungswinkel und die Querschnittsfläche des Gases zu verändern. Interne Schaufeln passen das Verhältnis von Fläche zu Radius des Turbos an die Motordrehzahl an.

Eine niedrige Drehzahl bedeutet ein niedriges A/R-Verhältnis, das es dem Turbo ermöglicht, durch Erhöhung der Abgasgeschwindigkeit schnell hochzuspulen. Höhere Drehzahlen erhöhen das A/R-Verhältnis und damit den Luftstrom. Eine niedrige Ladeschwelle, geringere Verzögerung des Turbos und ein breites und gleichmäßiges Drehmomentband.

Während VGTs in Dieselmotoren aufgrund der Kühlwirkung der Abgase weit verbreitet sind, war ihre Anwendung in Benzinmotoren aufgrund der hohen Kosten und der Notwendigkeit ungewöhnlicher Materialien begrenzt. Die Schaufeln müssen aus einem hitzebeständigen Material bestehen, um Schäden zu vermeiden. Dies war bisher auf Premium-Automobile und Hochleistungsmotoren beschränkt.

Profis

• Die Drehmomentkurve ist relativ flach und breit. Es handelt sich um eine leistungsstarke Turboladertechnologie, die über einen breiten Drehzahlbereich arbeitet.
• Er benötigt nur einen Turbo, während für eine sequentielle Turboaufladung zwei Turbos erforderlich sind.

Nachteile

• Diese werden am häufigsten in Dieselanwendungen eingesetzt, da die Abgase niedriger sind und die Schaufeln nicht durch Hitze zerstört werden.
• Obwohl Benzinanwendungen unerschwinglich sind, müssen sie eingesetzt werden, um die Zuverlässigkeit zu erhalten. Obwohl die Technologie im Porsche 997 eingesetzt wurde, werden derzeit aufgrund der exorbitanten Kosten nur wenige VGT-Benzinmotoren verwendet.

5. Variabler Twin-Scroll-Turbo

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei einem VTS-Turbolader um einen Turbolader, der die Vorteile von Twin-Scroll-Turboladern und Turboladern mit variabler Geometrie kombiniert. Dies kann entweder durch den Einsatz eines Ventils erreicht werden, das den Abgasstrom in eine einzelne Spirale leitet, oder durch die einfache Anpassung der Dauer der Das Ventil ist offen. Position, damit sich die Abgase zwischen beiden Schnecken aufteilen können.

VTS-Turbolader sind eine kostengünstigere und haltbarere Alternative zu VGT-Turboladern, so dass sie auch für Benzinmotoren geeignet sind. Infolgedessen wurden Benzinmotoren gegenüber Dieselmotoren bevorzugt.

Profis

• Sie sind wesentlich preiswerter als VGTs und ermöglichen die Aufladung von Benzinmotoren.
• Sie ermöglicht eine breite und flache Drehmomentkurve.
• Diese Turbolader haben eine belastbarere Architektur als ein Turbolader mit variabler Geometrie, der materialabhängig ist.

Nachteile

• Teurere Technologie
• Größerer Platzbedarf
• Schwieriger zu verwalten

6. Elektrischer Turbo

Elektrische Turbolader sind eine Art von Turbolader, die zur Beseitigung des Turbolochs eingesetzt werden und einen regulären Turbolader bei niedrigen Motordrehzahlen unterstützen, wo der herkömmliche Turbo ineffizient ist.

Dies wird durch die Integration eines Elektromotors erreicht, der den Verdichter des Turboladers von Anfang an und bei niedrigeren Drehzahlen antreibt, bis die Leistung des Abgasvolumens ihr Maximum erreicht und den Betrieb des Turboladers ermöglicht.

Diese Strategie führt zu einer Verzögerung des Turbos, erhöht aber gleichzeitig den Drehzahlbereich, in dem der Turbo effizient arbeiten kann. Er ist auch als elektronischer Turbolader erhältlich, die ultimative Lösung für alle Nachteile, die mit herkömmlichen Turboladern verbunden sind, aber er hat gewisse Nachteile.

Die meisten dieser Probleme sind finanzieller und technischer Natur, da der Elektromotor untergebracht, geladen und gekühlt werden muss, um Probleme mit der Zuverlässigkeit zu minimieren.

Profis

• Das Turboloch kann vermieden werden, indem ein Elektromotor direkt an das Verdichterrad angeschlossen wird. Wenn elektrische Energie benötigt wird, können unzureichende Abgase, die durch den sich drehenden Verdichter erzeugt werden, diese praktisch beseitigen.
• Durch den Anschluss eines Elektromotors an die Abgasturbine kann die scheinbar verschwendete Energie zurückgewonnen werden.
• Das Drehmoment wird über einen breiten Bereich effektiver Drehzahlen verteilt.

Nachteile

• Ein komplizierter und teurer Elektromotor, der mit einer konstanten Temperatur arbeitet, um Zuverlässigkeitsprobleme zu vermeiden, sowie zusätzliche Kontrollen.
• Wenn eine zweite Batterie an Bord erforderlich ist, um den Turbo jederzeit mit ausreichend Strom zu versorgen, werden Verpackung und Gewicht zum Problem.
• Man entdeckte, dass Doppelrollen genau denselben Effekt erzielen, allerdings zu wesentlich geringeren Kosten.

 Faktoren, die zu Turbo-Ausfällen führen können

Turbolader sind recht zuverlässig. In der Tat, nur etwa 1% der Garantie Inspektionen entdecken Stattdessen sind durchgebrannte Turbos in der Regel das Ergebnis von Problemen mit der Motorschmierung oder dem Eindringen von Fremdkörpern.

Öl/Schmierung

Ein Auto Motorölfilter ist buchstäblich sein Lebenselixier. Während des Betriebs hält es wichtige bewegliche Teile geschmiert, korrosionsfrei und kühl.

Für den Turbolader ist eine ständige Zufuhr von sauberem, hochwertigem Öl erforderlich. Bei Ölmangel (Ölmangel), falscher Ölsorte oder minderwertigem Öl (Ölverschmutzung) sammeln sich im Motor Schadstoffe an. Dies kann zu abrasiven Schäden im Inneren des Turbos führen.

Es ist wichtig, das Motoröl und den Ölfilter in den vom Hersteller empfohlenen Abständen zu wechseln.

Beschädigte Dichtungen

Wenn die Dichtungen zwischen dem Kompressor und dem Motor verschlissen oder rissig sind, gelangt Öl in die Abgasanlage. Infolgedessen muss der Turbolader härter arbeiten, um zusätzlichen Luftdruck zu erzeugen.

Overspeeding ist ein anderer Begriff für dieses Problem. Die Folge ist, dass der Wirkungsgrad und der Ladedruck des Turbos abnehmen. Um diesen Fehler zu vermeiden, sollte ein zuverlässiger Lieferant für OEM- und Aftermarket-Motorenteile der die besten Produkte anbieten kann, wird benötigt.

Fremde Gegenstände/Einlagen

Ein Turbolader besteht aus zwei grundlegenden Komponenten: dem Verdichter auf der Vorderseite und der Turbine auf der Rückseite. Gelegentlich können Staub, Schmutz, Blätter und kleine Steine in den Einlass des Turboladers oder der Turbine gelangen.

Der Fremdkörper gelangt in der Regel über den Luftfilter in das Verdichtergehäuse. Wenn ein Fremdkörper jedoch die Turbine beschädigt, ist der Motor typischerweise gestört.

Wenn Fremdkörper beginnen, die Verdichterräder oder Turbinenschaufeln zu beschädigen, leidet die Wirksamkeit des Turbos. Um dies zu vermeiden, sollte der Luftfilter regelmäßig gewartet und gewechselt werden. Untersuchen Sie außerdem den Turbo auf Verschmutzungen.

Verschleiß & Abnutzung

Turbos sollen ein Fahrzeugleben lang halten (ca. 150.000 Meilen), doch je nachdem, wie hart Ihre Kunden das Auto fahren und wie gut die Turbokonstruktion ursprünglich war, können sie mit der Zeit versagen.

Letzte Worte

Diese verschiedenen Arten von Turboladern haben ihre Vor- und Nachteile. Der gemeinsame Faktor zwischen den verschiedenen Technologien ist, dass sie alle darauf abzielen, das Turboloch durch Verbesserung des Verdichtungsverhältnisses zu verringern.

Turbolader können an die jeweilige Anwendung angepasst und abgestimmt werden, um dem Motor den nötigen zusätzlichen Schub zu geben. Schließlich kosten sie nicht so viel wie Turbolader und liefern einen großen Leistungsschub. 

Darüber hinaus ist Sunway Autoparts bestrebt, seine Kunden mit einer breiten Palette von Ersatzteilen zu versorgen, insbesondere für Oldtimer und Motorräder. Wie lange haben Sie schon darauf geschlafen? Zögern Sie nicht mit ihnen in Kontakt zu treten.